一种纳米孔检测方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115839982A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211062912.2(22)申请日2022.09.01(71)申请人上海小海龟科技有限公司地址201900上海市宝山区园丰路69号2幢401(72)发明人张世理吴东平范黄鸣文宸宇(74)专利代理机构北京劲创知识产权代理事务所(普通合伙)11589专利代理师张铁兰(51)Int.Cl.G01N27/26(2006.01)G01N15/00(2006.01)C12Q1/6869(2018.01)B82Y40/00(2011.01)B82Y5/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种纳米孔检测方法及装置(57)摘要本发明公开了一种基于纳米孔（或纳米通道）对生物分子进行结构检测的方法及其对应的固体纳米孔（或纳米通道）装置，属于纳米技术领域。该方法包含两个及以上的充满电解液的纳米孔或纳米通道，生物分子或纳米粒子按时间顺序、依次通过所述两个及以上纳米孔或纳米通道，并形成生物分子或纳米粒子与所述纳米孔或纳米通道相互作用的物理测量结果，该物理测量结果依据两个及以上纳米孔或纳米通道之间的物理距离而形成飞行时间性能，而具有飞行时间性能的物理测量结果被利用于精确的分析生物分子或纳米粒子特性本发明中的装置在生物分子及纳米粒子检测中具有快速、低成本、高通量、高灵敏度等特点。CN115839982ACN115839982A权利要求书1/1页1.一种用于生物分子或纳米粒子检测的纳米孔或纳米通道技术方法，其特征在于，所述方法包含两个及以上的充满电解液的纳米孔或纳米通道，所述生物分子或纳米粒子按时间顺序、依次通过所述两个及以上纳米孔或纳米通道，并形成所述生物分子或纳米粒子与所述纳米孔或纳米通道相互作用的物理测量结果，所述物理测量结果依据两个及以上纳米孔或纳米通道之间的物理距离而形成飞行时间性能，所述具有飞行时间性能的物理测量结果被利用于精确的分析生物分子或纳米粒子特性。2.根据权利要求1所述的方法，所述生物分子包含基因、蛋白质或多肽。3.根据权利要求1所述的方法，所述纳米粒子包含有机或无机纳米粒子，所述纳米粒子尺寸为1纳米到500纳米之间。4.根据权利要求1所述的方法，所述物理测量结果为离子电流。5.根据权利要求1所述的方法，所述生物分子的特性包含基因的序列特性、蛋白质或多肽的序列特性以及蛋白谱特性。6.一种用于生物分子或纳米粒子检测的纳米孔或纳米通道装置，所述装置包含两个及以上的纳米孔或纳米通道、进样腔室、连接两个及以上的纳米孔或纳米通道的样品流动通道、出样腔室等。7.根据权利要求6所述的装置，所述装置还包含柱状支撑结构、盖板以及设置于所述进样腔室及出样腔室的电极结构等。8.根据权利要求6和7所述的装置，所述纳米孔或纳米通道、进样腔室、连样品流动通道、出样腔室、柱状支撑结构在半导体衬底上制备而成，所述纳米孔或纳米通道在所述半导体衬底上侧向制备而成，所述侧向制备而成的纳米孔或纳米通道尺寸可以通过半导体制造工艺任意调节，所述半导体衬底由介质层或半导体层组成。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述纳米孔或纳米通道的尺寸在1纳米到500纳米之间。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述样品流动通道为直线型、曲线型或多种形状相组合。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述样品流动通道长度为200到10000纳米之间，宽度和厚度为50到1000纳米之间。12.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述样品流动通道可以连通其它流体通道。13.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述样品流动通道的外围两侧设置有电极对，所述电极对形成电场，所述电场改变待测生物分子或纳米粒子的运动性能。14.一种用于生物分子或纳米粒子检测的纳米孔或纳米通道装置，所述装置包含一个侧向纳米孔或纳米通道以及与之连接的进样腔室和出样腔室等。15.根据权利要求13所述的装置，所述装置还包含柱状支撑结构、盖板以及设置于所述进样腔室及出样腔室的电极结构等。2CN115839982A说明书1/4页一种纳米孔检测方法及装置技术领域[0001]本发明属于纳米技术领域，涉及一种纳米孔或纳米通道检测方法及装置，可以用于单分子DNA的测序，也可以用于检测蛋白质分子结构、蛋白质测序及纳米粒子检测。背景技术[0002]随着纳米技术的发展，纳米分析技术的兴起对生物分子检测技术的发展提供了新的发展方向。在生物体中，DNA、RNA、蛋白质以及其他的生物大分子通过跨膜运动使细胞内和细胞之间的物质传递和转移成为一个普遍存在的过程，它们时时刻刻控制着生命的运行过程。一方面，低成本、高通量DNA测序技术的出现使生命遗传密码的破译成为可能；另一方